Wykres Molliera: Różnice pomiędzy wersjami
m (Infobox update) |
(LinkTitles.) |
||
| Linia 30: | Linia 30: | ||
W technice klimatyzacyjnej wiele procesów z udziałem powietrza wilgotnego przebiega prawie '''przy stałym ciśnieniu'''. W związku z powyższym bardzo pomocnym narzędziem projektowym do obliczeń cieplnych przemian powietrza wilgotnego zachodzących przy jego uzdatnianiu są '''wykresy psychrometryczne'''. W Europie najbardziej rozpowszechniony jest wykres opracowany przez Molliera<ref>A. Sadłowska- Sałęga, 2018, s. 3</ref> | W technice klimatyzacyjnej wiele procesów z udziałem powietrza wilgotnego przebiega prawie '''przy stałym ciśnieniu'''. W związku z powyższym bardzo pomocnym narzędziem projektowym do obliczeń cieplnych przemian powietrza wilgotnego zachodzących przy jego uzdatnianiu są '''wykresy psychrometryczne'''. W Europie najbardziej rozpowszechniony jest wykres opracowany przez Molliera<ref>A. Sadłowska- Sałęga, 2018, s. 3</ref> | ||
Wykres Molliera jest słuszny dla ciśnienia stałego i zachowuje swoje praktyczną wartość, jeżeli ciśnienie to zmienia się w granicach '''+/-3%'''<ref>D. Skrzyniowska 2012, s. 11</ref>. | Wykres Molliera jest słuszny dla ciśnienia stałego i zachowuje swoje praktyczną [[wartość]], jeżeli ciśnienie to zmienia się w granicach '''+/-3%'''<ref>D. Skrzyniowska 2012, s. 11</ref>. | ||
Jest on rutynowo stosowany w pracach projektowych związanych z elektrowniami (kopalnymi i jądrowych), sprężarkami, dla turbin parowych, [[system]]ów chłodniczych, urządzeń klimatyzacyjnych. W graficzny sposób umożliwia '''wizualizację cykli termodynamicznych'''. | Jest on rutynowo stosowany w pracach projektowych związanych z elektrowniami (kopalnymi i jądrowych), sprężarkami, dla turbin parowych, [[system]]ów chłodniczych, urządzeń klimatyzacyjnych. W graficzny sposób umożliwia '''wizualizację cykli termodynamicznych'''. | ||
| Linia 41: | Linia 41: | ||
Obecnie stosowanych jest wiele różnych typów '''psychometrycznych diagramów'''. Najpopularniejszym w Europie jest "Wykresy Molliera", a w USA '''wykres Carriera'''. Oba mają ten sam podstawowy format. W skrócie różnica polega na '''położeniu osi'''. | Obecnie stosowanych jest wiele różnych typów '''psychometrycznych diagramów'''. Najpopularniejszym w Europie jest "Wykresy Molliera", a w USA '''wykres Carriera'''. Oba mają ten sam podstawowy format. W skrócie różnica polega na '''położeniu osi'''. | ||
W otaczającym nas środowisku powietrze zawsze zawiera pewną ilość pary wodnej. Tak więc powietrze jest mieszaniną '''suchego powietrza''' i '''pary wodnej'''. Zawartość pary wodnej jest istotna w procesach ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. Zbyt niska lub zbyt wysoka wilgotność powietrza jest uciążliwa dla ludzi i daje uczucie dyskomfortu. W procesach technologicznych jak i magazynowaniu [[Towar|towarów]] jest to też ściśle określony [[parametr]]. | W otaczającym nas środowisku powietrze zawsze zawiera pewną ilość pary wodnej. Tak więc powietrze jest mieszaniną '''suchego powietrza''' i '''pary wodnej'''. Zawartość pary wodnej jest istotna w procesach ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. [[Zbyt]] niska lub zbyt wysoka wilgotność powietrza jest uciążliwa dla ludzi i daje uczucie dyskomfortu. W procesach technologicznych jak i magazynowaniu [[Towar|towarów]] jest to też ściśle określony [[parametr]]. | ||
W nowoczesnym budownictwie w celu zapewnienia właściwego komfortu w pomieszczeniu powietrze musi zostać odpowiednio przygotowane. W zależności od sytuacji musi zostać '''oczyszczone, ogrzane, schłodzone, nawilżone lub osuszone'''. Zmiany stanu można wyliczyć '''metodami analitycznymi''' lub można skorzystać z prostszego sposobu - wykorzystując '''wykres psychometry''' (wykres Moliera lub inne podobne)<ref>F. Kotlewski i inni, 1974, s. 156-157</ref>. | W nowoczesnym budownictwie w celu zapewnienia właściwego komfortu w pomieszczeniu powietrze musi zostać odpowiednio przygotowane. W zależności od sytuacji musi zostać '''oczyszczone, ogrzane, schłodzone, nawilżone lub osuszone'''. Zmiany stanu można wyliczyć '''metodami analitycznymi''' lub można skorzystać z prostszego sposobu - wykorzystując '''wykres psychometry''' (wykres Moliera lub inne podobne)<ref>F. Kotlewski i inni, 1974, s. 156-157</ref>. | ||
| Linia 52: | Linia 52: | ||
* '''ciśnienie baryczne powietrza pb''' - sumą ciśnień cząstkowych powietrza suchego p1 i pary wodnej pw (zgodnie z prawem Daltona) | * '''ciśnienie baryczne powietrza pb''' - sumą ciśnień cząstkowych powietrza suchego p1 i pary wodnej pw (zgodnie z prawem Daltona) | ||
Do budowy wykresu i-x stosuje się '''ukośny układ współrzędnych'''. Na poziomej osi znajduje się skala wartości wilgoci x kg/kg- linie stałej zawartości wilgoci są '''pionowe'''. Na lewej pionowej osi znajduje się skala entalpii i kJ/kg; linie stałej entalpii biegną jednak '''ukośnie''' – zazwyczaj pod kątem 135° od osi pionowej (w prostokątnym układzie współrzędnych obszar powietrza niedosyconego wypadłby zbyt wąski). | Do budowy wykresu i-x stosuje się '''ukośny układ współrzędnych'''. Na poziomej osi znajduje się [[skala]] wartości wilgoci x kg/kg- linie stałej zawartości wilgoci są '''pionowe'''. Na lewej pionowej osi znajduje się skala entalpii i kJ/kg; linie stałej entalpii biegną jednak '''ukośnie''' – zazwyczaj pod kątem 135° od osi pionowej (w prostokątnym układzie współrzędnych obszar powietrza niedosyconego wypadłby zbyt wąski). | ||
'''Linie stałej wilgotności względnej''' φ = const stanowią układ krzywych biegnących skośnie od lewego dolnego rogu wykresu ku górze. Krzywa φ = 1 (stan nasycenia powietrza parą) oddziela obszar powietrza niedosyconego (powyżej krzywej φ = 1) od obszaru mgły (poniżej krzywej φ = 1). | '''Linie stałej wilgotności względnej''' φ = const stanowią układ krzywych biegnących skośnie od lewego dolnego rogu wykresu ku górze. Krzywa φ = 1 (stan nasycenia powietrza parą) oddziela obszar powietrza niedosyconego (powyżej krzywej φ = 1) od obszaru mgły (poniżej krzywej φ = 1). | ||
| Linia 77: | Linia 77: | ||
* Mieczykowski M., ''Pomiary cieplne i energetyczne'', Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1985. | * Mieczykowski M., ''Pomiary cieplne i energetyczne'', Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1985. | ||
* Łapiński M., Kostyrko K, Włodarski W.; ''Nowoczesne metody pomiaru i regulacji wilgotności'', Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1968. | * Łapiński M., Kostyrko K, Włodarski W.; ''Nowoczesne metody pomiaru i regulacji wilgotności'', Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1968. | ||
* ''Pomiary w technice cieplnej'', Praca zbiorowa pod red. Kotlewskiego F., Mieszkowskiego M., Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1974. | * ''Pomiary w technice cieplnej'', [[Praca]] zbiorowa pod red. Kotlewskiego F., Mieszkowskiego M., Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1974. | ||
* Sadłowska-Sałęga A. [http://matrix.ur.krakow.pl/~isig/kbw/pomocnicze/Klimatyzacja.Rozdzial2.pdf Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja]. Uzdatnianie powietrza na wykresie "h-x" Molliera. Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Katedra budownictwa wiejskiego. | * Sadłowska-Sałęga A. [http://matrix.ur.krakow.pl/~isig/kbw/pomocnicze/Klimatyzacja.Rozdzial2.pdf Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja]. Uzdatnianie powietrza na wykresie "h-x" Molliera. Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Katedra budownictwa wiejskiego. | ||
* Skrzyniowska D., Muller J, Sikorska- | * Skrzyniowska D., Muller J, Sikorska-Bą[[czek]] R. [https://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i1/i6/i4/i2/i3/r16423/CzasopismoTechniczne_z.28.Srodowisko_z.4-S.pdf Klimat pomieszczeń – kształtowanie]. Czasopismo techniczne. Politechnika Krakowska. Wydawnictwo Środowisko. Zeszyt 28. Kraków 2012. | ||
* ''Wielka Encyklopedia Świata'' tom X wyd. Oxford. | * ''Wielka Encyklopedia Świata'' tom X wyd. Oxford. | ||
Wersja z 16:44, 22 maj 2020
| Wykres Molliera |
|---|
| Polecane artykuły |
Wykres Molliera - wykres h-x, (czasem zwany i-x) dla powietrza wilgotnego sporządzony przez Richarda Molliera, jest to się wygodne narzędzie pozwalające na szybkie i łatwe rozwiązywanie konkretnych zagadnień oraz przejrzyste ilustrowanie rozpatrywanych procesów uzdatniania powietrza.
Jest on wykresem w układzie dwóch współrzędnych entalpia właściwa - zawartość wilgoci h-x (wykres Molliera), który powstał na podstawie odpowiednich zależności termodynamicznych (h- entalpia właściwa, x - zawartość wilgoci[1].
Geneza wykresów Molliera
Diagramy zostały nazwane od nazwiska Richarda Molliera w 1932 roku na konferencji w Los Angeles [Mechanik T1 1960, str 246-247].
Richard Mollier (1863-1935) pracował jako profesor Uniwersytetu w Dreźnie. Był prekursorem obliczeń termodynamicznych. Graficznej relacji pomiędzy temperaturą, ciśnieniem, entalpią, entropia i objętością pary wodnej i wilgotnego powietrza. W 1904 opublikował po raz pierwszy wykres obrazujący wspomniane zależności dla pary wodnej. [Wielka Encyklopedia Świata Tom X str. 64]
Powietrze jest mieszaniną różnych gazów przy czym głównie tlenu, azotu i pary wodnej. Ilości pary wodnej, która może być w powietrzu, jest ograniczona.
Zastosowanie wykresu Molliera
W technice klimatyzacyjnej wiele procesów z udziałem powietrza wilgotnego przebiega prawie przy stałym ciśnieniu. W związku z powyższym bardzo pomocnym narzędziem projektowym do obliczeń cieplnych przemian powietrza wilgotnego zachodzących przy jego uzdatnianiu są wykresy psychrometryczne. W Europie najbardziej rozpowszechniony jest wykres opracowany przez Molliera[2]
Wykres Molliera jest słuszny dla ciśnienia stałego i zachowuje swoje praktyczną wartość, jeżeli ciśnienie to zmienia się w granicach +/-3%[3]. Jest on rutynowo stosowany w pracach projektowych związanych z elektrowniami (kopalnymi i jądrowych), sprężarkami, dla turbin parowych, systemów chłodniczych, urządzeń klimatyzacyjnych. W graficzny sposób umożliwia wizualizację cykli termodynamicznych.
Wykres Molliera
Zawartość pary wodnej w powietrzu atmosferycznym zmienia się, a zachowanie jej jest odmienne od pozostałych gazów (możliwość zmiany stanu skupienia) - można więc do celów praktycznych traktować powietrze atmosferyczne jako mieszaninę powietrza suchego (składającego się wyłącznie z gazów) oraz pary wodnej. Ilość pary wodnej znajdującej się w jednostce objętości powietrza nie może przekraczać pewnej wielkości maksymalnej, która jest zależna od temperatury. Czym cieplejsze powietrze, tym więcej pary wodnej może być w nim zawarte. Wykres Molliera przedstawia relacje między temperaturą powietrza, wilgotnością i entalpią. Jest podstawowym narzędziem dla inżynierów budownictwa i projektantów wentylacji.
Inne rodzaje wykresów Molliera
Obecnie stosowanych jest wiele różnych typów psychometrycznych diagramów. Najpopularniejszym w Europie jest "Wykresy Molliera", a w USA wykres Carriera. Oba mają ten sam podstawowy format. W skrócie różnica polega na położeniu osi.
W otaczającym nas środowisku powietrze zawsze zawiera pewną ilość pary wodnej. Tak więc powietrze jest mieszaniną suchego powietrza i pary wodnej. Zawartość pary wodnej jest istotna w procesach ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. Zbyt niska lub zbyt wysoka wilgotność powietrza jest uciążliwa dla ludzi i daje uczucie dyskomfortu. W procesach technologicznych jak i magazynowaniu towarów jest to też ściśle określony parametr.
W nowoczesnym budownictwie w celu zapewnienia właściwego komfortu w pomieszczeniu powietrze musi zostać odpowiednio przygotowane. W zależności od sytuacji musi zostać oczyszczone, ogrzane, schłodzone, nawilżone lub osuszone. Zmiany stanu można wyliczyć metodami analitycznymi lub można skorzystać z prostszego sposobu - wykorzystując wykres psychometry (wykres Moliera lub inne podobne)[4].
Pojęcia podstawowe
- powietrze nienasycone - powietrze, które w danej temperaturze może jeszcze wchłonąć pewną masę pary wodnej,
- powietrze nasycone - zawiera maksymalną w danej temperaturze, masę pary wodnej,
- powietrze przesycone - powietrze, w którym wykropiła się woda w postaci mgły ciekłej lub lodowej
- ciśnienie baryczne powietrza pb - sumą ciśnień cząstkowych powietrza suchego p1 i pary wodnej pw (zgodnie z prawem Daltona)
Do budowy wykresu i-x stosuje się ukośny układ współrzędnych. Na poziomej osi znajduje się skala wartości wilgoci x kg/kg- linie stałej zawartości wilgoci są pionowe. Na lewej pionowej osi znajduje się skala entalpii i kJ/kg; linie stałej entalpii biegną jednak ukośnie – zazwyczaj pod kątem 135° od osi pionowej (w prostokątnym układzie współrzędnych obszar powietrza niedosyconego wypadłby zbyt wąski).
Linie stałej wilgotności względnej φ = const stanowią układ krzywych biegnących skośnie od lewego dolnego rogu wykresu ku górze. Krzywa φ = 1 (stan nasycenia powietrza parą) oddziela obszar powietrza niedosyconego (powyżej krzywej φ = 1) od obszaru mgły (poniżej krzywej φ = 1).
Izotermy t= const stanowią w obszarze powietrza niedosyconego układ prostych równoległych, przy czym izotermia t= 0 °C w obszarze powierza niedosyconego jest pozioma. Na linii nasycenia φ=1 izotermy ulegają załamaniu i w obszarze mgły są układem prostych prawie równoległych do izentalap.
Ponieważ przyjęto, że entalapa 1 kg powietrza suchego przy 0 °C równa się zeru więc linie t=0 °C oraz i= 0kJ/kg przecinają się na lewej osi pionowej. [ M. Mieszkowski, 1985 str. 370-371]
Na wykresie Molliera posługujemy się poniższymi parametrami:
t = powietrzna temperatura [°C,]
φ = względna wilgoć [% r.h.,]
x = zawartość wody [g/kg*]
h = entalpia [kJ/kg*]
- w stosunku do 1 kg suchego powietrza [M. Łapiński i inni, 1968 s. 356]
Bibliografia
- Badur Janusz. Pięć wykładów ze współczesnej termomechaniki płynów. Zakład Konwersji Energii Ośrodek Termomechaniki Płynów Instytut Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk. Gdańsk 2005
- Mechanik- poradnik techniczny. T1 cz. 3, PWT, Warszawa 1960.
- Mieczykowski M., Pomiary cieplne i energetyczne, Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1985.
- Łapiński M., Kostyrko K, Włodarski W.; Nowoczesne metody pomiaru i regulacji wilgotności, Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1968.
- Pomiary w technice cieplnej, Praca zbiorowa pod red. Kotlewskiego F., Mieszkowskiego M., Wyd. Naukowo Techniczne, Warszawa 1974.
- Sadłowska-Sałęga A. Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja. Uzdatnianie powietrza na wykresie "h-x" Molliera. Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Katedra budownictwa wiejskiego.
- Skrzyniowska D., Muller J, Sikorska-Bączek R. Klimat pomieszczeń – kształtowanie. Czasopismo techniczne. Politechnika Krakowska. Wydawnictwo Środowisko. Zeszyt 28. Kraków 2012.
- Wielka Encyklopedia Świata tom X wyd. Oxford.
Przypisy
Autor: Katarzyna Kochańska, Mateusz Misiuk
